TWI269807B - Metal working fluid composition for use as spray in mist form - Google Patents

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1269807 A7 B7 五、發明説明（1 ) 技術領域 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係一種關於霧狀噴霧用金屬加工油組成物及金 屬加工方法，更詳細說明之，本發明係關於一種使用各種 金屬之切削、硏削、壓延、昇拉、鍛造等之金屬加工的霧 狀噴霧用金屬加工油組成物，及使用前者之金屬加工方法 先行技術 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一般而言，一種金屬加工油係可使用於礦油中添加各 種添加劑之不水溶性油劑或將於礦油或合成油中添加各種 添加劑且以水稀釋而使用之水溶性油劑。近年來，因環境 問題所產生廢油量之減低，且消費電力之降低的需求，而 硏究出將油劑以霧狀進行金屬加工之方法。以該氣體供給 之金屬加工油係因該氣體釋放於大氣中，故大多具有生分 解性。例如，特開平10-86036號公報、特開平1 1-24688 1 號公報中揭示將具有生分解性之植物油作爲金屬加工油之 使用方法。又，此些油劑與礦油和合成油相比係具有高價 格且加工性亦有改良之處。因此，推出一種具有低價格且 加工性能高之霧狀噴霧用金屬加工油劑。 又，特開平200 1 -49 279號中揭示添加劑係使用特定之 曱基丙烯酸系聚合物之金屬材料的加工方法。又，經由添 加聚合物之該氣體之粒徑變大且於配管途中該氣體爲液滴 且附著於配管，故噴霧效率不佳。 本發明係由以上所述觀點，以提供一種具有低價格且 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1269807 A7 B7 五、發明説明（2 ) 加工性能高之霧狀噴霧用金屬加工油組成物及使用前者之 金屬加工方法爲目的。 發明之開示 本發明者們專心硏究之結果，發現經由於基油中添加 硫磺系極壓劑與視需要之羧酸酯類可有效的達成本發明之 目的以完成本發明。 即，本發明之要旨係如下所述。 1 · 一種霧狀噴霧用金屬加工油組成物，其特徵爲包含 於（a)礦油及/或合成油所成之基油中，以組成物全量標準， 添加（b)硫磺系極壓劑1〜50質量％及⑷羧酸酯類〇〜30 質量％所得者。 2·如前述1之霧狀噴霧用金屬加工油組成物，其中（a) 成分之含有率，以組成物全量基準爲50〜90質量％ 。 3·如前述1或2之霧狀噴霧用金屬加工油組成物，其 中（b)成分爲二氫烯聚硫化物及/或硫化油脂。 4·如前述1〜3中任一之霧狀噴霧用金屬加工油組成 物，其中（c)成分爲油脂及/或油脂以外之三甘油酯。 5· —種金屬加工方法，其特徵爲以霧狀供應如前述第 1〜4中任一之霧狀噴霧用金屬加工油組成物以霧狀供應。 以下，係關於本發明，更進一步詳細說明之。 首先’一種構成本發明之霧狀噴霧用金屬加工油組成 物的（a)成分之基油係可使用礦油，合成油或前述兩者之混 合物。關於此礦油與合成油，一般係可作爲金屬加工之基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 5 _ I— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ♦ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1269807 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) ’各種戊基，各種已基，各種庚基，各種辛基，各種壬基 ’各種癸基，各種月桂基，環己基，環辛基，苯基，萘基 ’甲苯基，二甲苯基，苄基，苯乙基等。 此二氫烯聚硫化物係可舉例如二苄聚硫化物，二- tert -壬基聚硫化物，-二月桂基聚硫化物，二一 tert - 丁基聚硫化物， Z辛基聚硫化物，二苯基聚硫化物，二環已基聚硫化物等爲佳 〇 又，硫代胺基甲酸酯係可舉例如二硫代胺基甲酸鋅等 ’而硫代萜類係例如五硫化磷與蒎烯之反應物，而二烷基 硫代二丙酸酯類係例如二月桂基硫代二丙酸酯，二硬脂酸 硫代二丙酸酯等。 而此些中，由極壓特性等之觀點看來，二氫烯聚聚硫 化物、硫化油脂、前者之混合物爲佳。 本發明中之上述（b)成分係可使用一種或可使用二種以 上爲佳。又，其添加量係以組成物全量基準，於1〜50質 量％之範圍或於3〜30質量％之範圍爲最佳。而未達1質 量％時，無法維持切削等之加工性，而超過50質量％時， 則組成物之粘度提昇而無法得到本發明之效果。 又，必要時欲提昇加工性係可於本發明之霧狀噴霧用 金屬加工組成物中添加作爲（c)成分之羧酸酯類。而其羧酸 酯類係因於分子內至少含有1個酯鍵結（_ C 0 2 -)，故具有1 個酯鍵結之單酯與具有2個以上者。 具有1個酯鍵結之單酯係R5-C〇2- R6(式中，R5、 R6係 烷基或鏈烯基）所示者，而R5之具體例係可舉例如n_十一院 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂 .Φ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 1269807 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) 基’ 月桂基，η-十三烷基，η-十四烷基，n-十五烷基，η-十六燒基，η-十七烷基，η-十八烷基，η_十九烷基，2-甲基 癸基’ 3 -甲基癸基，4-甲基癸基，5 -甲基癸基，6-甲基癸基 ’ 7-甲基癸基，9-甲基癸基，6-乙基壬基，5-丙基辛基，3-甲基十一烷基，6-丙基壬基，2-甲基月桂基，3-甲基月桂基 ’ 4-甲基月桂基，5_甲基月桂基，u_甲基月桂基，7_丙基 癸基’ 2-甲基十三烷基，丨2-甲基十三烷基，2-甲基十四烷 基’ 4-甲基十四烷基，13_甲基十四烷基，14_甲基十五烷基 ’ 2-乙基十六烷基，14_乙基十六烷基，丨4_乙基十七烷基， 15-乙基十七烷基，16_乙基十七烷基，2_丁基十四烷基，2_ 甲基十八烷基，3-甲基十八烷基，4-甲基十八烷基，5-曱基 十八院基’ 6 -甲基十八院基，7 -曱基十八院基，8 -甲基十八 院基’ 9_甲基十八烷基，1〇_甲基十八烷基，u_甲基十八烷 基’ 14-甲基十八烷基，15-甲基十八烷基，16-甲基十八烷 基’ 17-甲基十八烷基，15_乙基十五烷基，9_十烯基，1〇_十 一烯基，11-十八烯基，9-二十烯基，11-二十烯基，11-二十 二烯基，13-二十二烯基，15-二十四烯基等。 R6之具體例除上述R5之具體例之外係可舉例如甲基， 乙基，η-丙基，i-丙基，n-丁基，i_丁基，t_丁基，n_戊基， η-己基，η-庚基，η-辛基，2-乙基己基，η-壬基，η-癸基， η-二十烷基，2-甲基戊基，3-甲基戊基，4-丙基戊基，4-乙 基戊基，3-甲基十九烷基，2-乙基十八烷基等。 而具有2個以上酯鍵結之酯的例係可舉例如乙二酸酯 ，丙二酸酯，丁二酸酯，順丁烯二酸酯，反式丁烯二酸酯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） _ 9 - 1-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ _φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1269807 A7 B7 五、發明説明（8 ) 明並不特別限定於此些實施例。 〔實施例1〜6及比較例1〜6〕 以第1表所示之比例，添加各種成分於基油中而調製 實施例及比較例之切削油脂組成物。關於前述各種組成物 ’係以下述之要領進行切削加工（以圓棒進行外圍旋削），再 進行最大切削力、旋削面粗度之評價。其結果表示如表1。 切削 ① 切削速度：1 〇 m /分 ② 輸送速度：〇.〇5mm/rev ③ 切入量：2.0mm ④ 削切材料：〗IS S45C、外徑35mm之柱狀材料 ⑤ 切削工具·· JIS SkH51(橫向前角15。、橫向退角丨。） ⑥ 供油量：10毫升/hr(霧狀供油） ⑦ 切削時間：3分鐘 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

1269807 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（9 ) 第1表-1 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 添 加 比 例 質 量 % 基油* 1 95 90 85 80 聚硫化物*2 5 一 5 —— 硫化油脂*3 一 10 一 10 油脂*4 一 — 10 10 硬脂酸甲酯 — — — — 評 價 切削力（最大値） 362N 372N 35 8N 352N 旋削面粗度（Rz) 5.5 // m 5.8 // m 4.8 // m 5.5 μ m 第1表-2 實施例5 實施例6 比較例1 比較例2 添 加 比 例 質 量 % 基油*1 85 80 100 一 聚硫化物*2 5 5 — — 硫化油脂*3 一 5 — — 油脂*4 一 10 一 100 硬脂酸甲酯 10 — — — 評 價 切削力（最大値） 348N 325N 1165N 425N 旋削面粗度（Rz) 4.9 // m 5 Λ β m 2 1.8 // m 7.5 β m (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -12- 月曰㈣807， 申請曰期 91年 8月 6日 案 號 91117695 類 別 GoM1%*%. C(〇/J?〇：〇i (以上各櫊由本局填註） ,4〇：2<

$蓮專利説明書 中 文 發明 新型 名稱 英 文 姓 名 國 籍 菝狀噴孬用金屬加工油組成物及金屬加工方法

Metal working fluid composition for use as spray in mist form (1) 奧田亮一 Okuda, Ryoichi (2) 齋藤敏夫 Saito, Toshio 發明 創作y 住、居所 (1)日本國千葉縣市原市姉崎海岸二四-四 24-4, Anesakikaigan, Ichihara-shi, Chiba 299-0107 JaF}an 0 日本國千葉縣市原市姉崎海岸二四一四 24-4, Anesakikaigan, Ichihara-shi, Chiba 299-0107 Jaian 裝 訂 姓 名 (名稱） ⑴出#興産股份有限公司 Idemitsu Kosan Co” Ltd 國 籍 三、申請人 住、居所 (事務所） (1)曰本 (1)日本國東京都千代田區九之内三丁目一番一號 l-l,Marunouchi 3-chome,Chiyoda-ku,Tokyo, Japan 代表人 姓 名 (1)富永一途 Tominaga, Kazuto 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX297公釐） 1269807 93. 4.6 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) 油爲佳，但並不特定限定，40°C時之動黏度於1〜l〇〇mm2/s 之範圍爲佳，或於3〜50mm2/s之範圍爲較佳。而基油之動 黏度過高時，不可霧化，反之，動黏度過低時，揮發性高 且不僅引起作業性不佳，且無法維持切削等之加工性。又 ，關於此基油之低溫流動性的指標之流動點係並不特定限 .定，但-10°C以下爲佳。 此種礦油，合成油係具有各種，故應該適其用途等選 擇適宜者爲佳。礦油係可舉例如將石蠟基系原油，中間系 原油或環烷基系原油經常壓蒸餾，再將所得之餾出油、常 壓蒸餾之殘渣油經減壓蒸餾，再將所得之餾出油或前述者 經常法精製所得之精製油，例如溶劑精製油，氫化精製油 ，脫鱲處理油，黏土處理油等。 另一方面，合成油係可舉例如聚α -烯烴，-烯烴 共聚物，聚丁烯.院基苯，聚醇酯，二鹼酸酯，聚氧烯烴二乙酸醚 ，硅油等。 此些基油係可各自單獨或組合兩種以上使用，但組合 礦油與合成油使用爲佳。 於金屬加工油組成物中上述之（a)成分之量係50〜98質 量％以上爲佳。而基油過少時，不可霧化，而基油過多時 ，無法維持切削等之加工性。 其次，一種構成本發明之霧狀噴霧用金屬加工油組成 物的（b)成分之硫系極壓劑，於分子內具有硫原子且溶解或 均勻分散於潤滑油基油，可發揮極壓效果者並不特定限定 -裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -6 - 1269807 93· 4· 6 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 前述者系可舉例如硫化油脂，硫化脂肪酸，硫化酯，硫化 烯烴，一氫化香芹基聚硫化物，硫代胺基甲酸酯類，硫代萜烴 類，二烷基硫代二丙酸酯類。因此，硫化油脂係硫與含有硫 化合物與油脂（豬油，臟油，植物油，魚油等）反應而所得者，而 其硫含量係並不特定限定，一般以5〜30質量％者爲佳。 其具體例係可舉例如硫化豬油，硫化菜籽油，硫化大豆油，硫 化米糠油。硫化脂肪酸例如硫化油酸等，而硫化酯例如硫 化油酸甲酯與硫化米糠脂肪酸酯基等。 硫化烯烴係可舉例如下記一般式（1)所示之化合物。 R -SX*R2 ..·(]_) (式中，R1爲碳數2〜15之鏈烯基，R2爲碳數2〜15之 烷基或鏈烯基，X爲1〜8之整數。）此化合物係碳數2〜15 之烯烴或其之2〜4量體與硫、氯化硫等之硫化劑反應而所 得，而該烯烴係丙烯、異丁烯、二異丁烯等爲最佳。 又，二氫烯聚硫化物係下述之一般式（2)所示之化合物 〇 R、Sy-R4 . . · (2) (式中，R3及R4係各自碳數1〜20之烷基或環狀烷基， 碳數6〜20之芳基，碳數7〜20之烷芳基或碳數7〜20之烷 芳基，此些相互可相同或可相異皆可，Y係2〜8之整數）。 因此，R3及R4爲烷時，爲硫化烷。 上述一般式（2)中R3及R4之具體例係可例如甲基，乙基 ，η-丙基，異丙基，η-丁基，異丁基，seo 丁基，tert-丁基 ，各種戊基，各種已基，各種庚基，各種辛基，各種壬基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） _ 7 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

裝· 訂 1269807 A7 B7 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '癸二酸酯，苯二酸酯，偏苯三酯，均苯甲酸酯，油脂（大 豆油、菜籽油、豬油等），油脂以外脂三甘油酯，新戊二醇 酯，三甲基丙烷酯，季戊醇酯等，而對應於酸酯時之醇係可舉 例如具有上述之R6者，而對應於醇酯之酸系係可舉例具有 上述之R5者。 以上所述中，特別是油脂、油脂以外之三甘油酯或前 述之混合物，以加工性提昇之觀點爲佳者。 本發明中之上述（b)成分係可使一種爲佳或使用二種以 上爲佳。又，其添加量係以組成物全量基準，於〇〜30質 量％之範圍或於5〜20質量％之範圍爲佳。而超過30質量 %時，阻礙硫系極壓劑之效果，且加工性降低。 ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之霧狀噴霧用金屬加工油脂組成物係於基油中 添加前述之（b)成分與視需要時之（c)成分而所得，但通常欲 維持金屬加工油脂基本的性能，可於不阻礙本發明之目的 下適時添加各種公知之添加劑。例如，可舉例如硫系以外 之極壓劑、油性劑、消泡劑、氧化防止劑等。但，阻礙霧 化之霧防止劑、不易經霧化之含有金屬添加劑、分子量大 之添加劑，係於霧化不易時與有效成分不可霧化時，不可 作爲添加劑使用。 本發明中之第二發明係將上述之霧狀噴霧用金屬加工 油組成物以霧狀供應之金屬加工方法且爲加工性優異之方 法。 以下，係將本發明經由實施例更詳細說明之，但本發 明並不特別限定於此些實施例。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X297公釐） 1269807 Αο 93· 4. 6 五、發明説明（10 ) 第1表-3 比較例3 比較例4 比較例5 比較例6 添 加 比 例 質 量 % 基油Μ 80 80 聚硫化物*2 硫化油脂*3 5 油脂*4 95 90 20 硬脂酸甲酯 10 20 評 價 切削力（最大値） 615N 553N 762N 849N 旋削面粗度（Rz) 1Λ β m 6.5 β m 15.8// m 16.3// m (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

衣 (注） *1:40°C時之動黏度8mm2/s之石鱲系礦油 *2:二-t-壬基聚硫化物 *3:油脂；豬油（硫含量10質量％ ) *4:大豆油 產業上可利用性 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 依據本發明係可提供一種具有低價格且加工性能高之 霧狀噴霧用金屬加工油組成物及使用前者之金屬加工方法 本紙張尺度適用中國國家標準（〇奶）六4規格（210><297公釐） ΤνΓΓ ---—

Claims (1)

1. I26980V

   A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第9 1 1 1 7695號專利申請 中文申請專利範圍修正

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1. 一種霧狀噴霧用金屬加工油組成物，其特徵係於（a) 由礦油及/或合成油所成之基油中，以組成物全量標準，添 加（b)硫化油脂、硫化酯、硫化烯烴、二氫化香芹基聚硫化 物、硫化胺基甲酸酯類、硫代萜烴類、二烷基硫代二丙酸 酯類中之至少一種所構成之硫系極壓劑1〜50質量％及（c) 羧酸酯類0〜30質量％所成。 2. 如申請專利範圍第1項之霧狀噴霧用金屬加工油組成 物，其中（a)成分之含有率，以組成物全量基準爲50〜90質 量％ 。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之霧狀噴霧用金屬加 工油組成物，其中（b)成分爲二氫化香芹基聚硫化物及/或硫 化油脂。 4. 如申請專利範圍第1項或第2項之霧狀噴霧用金屬加 工油組成物，其中（c)成分爲油脂及/或油脂以外之三甘油酯 〇 5 . —種金屬加工方法，其特徵爲以霧狀供應如申請專利 範圍第丨〜4項中任一項之霧狀噴霧用金屬加工油組成物。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -1 -